SU1067217A1 - Способ защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени горных пород - Google Patents

Abstract

СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ ОТ СДВИЖЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий крепление стволов и образование вокруг них защитной полости путем бурени  по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихс  скважин, о т л и ч а ib щ и и с  .тем, что, с целые снижени  нагруженности крепи , основные скважины бур т на рассто нии друг от друга, равном не более их радиуса, а в выступах между этими скважинами бур т дополнительные скважины меньшего диаметра на равных рассто них от основных скважин, причем основные скважины бур т на рассто нии от внешнего кон- ig тура ствола, равном не менее двух (Л его радиусов.

Description

Изобретение относитс  к горной промыпшенности и может быть исполь зовано при строительстве иэксплуатации капитальных горных выработок например вертикальных 1аахтных стволов и камер, дл  их охраны и защиты от сдвижени  горных пород,, возникающего в результате разработки полезных ископаемых. .

Известно техническое решение, в котором свайные стены возвод т в два этапа. Сначала устанавливают отдельно сто щие буронабивные сваи с рассто нием между ними в свету менее одного диаметра .сваи, а затем между ними бур т скважины, захватываюцие часть сечени  р дом сто щих свай, причем дл  Облегчени  производства работ бурение ведут по свежесхватывающемус  бетону. После окончани  бурени  скважин бетонирую иногда с армированием при сооружени Несущей стены, либо заполн ют твердеющими и нетвердеющим материалом при сооружении противофильтрационных завес, причем в последнем случае прочность тела завесы, должна быть минимальной и приближатьс  к деформативным характеристикам вмешаюш .его грунта til.

Однако данный способ не позвол ет защитить выработки от сдвижени  горных пород, так как во-первых, образуема  Ё грунте сплошна  щель . заполн етс  в обоих случа х материалом , который не будет преп тствовать компенсации сдвижений горных пород, а наоборот будет их передавать на крепь ствола, во-вторых, дл  создани  сплошной щели вокруг выработки понадобитьс  громадный объем буровых работ, что резко увеличит трудоемкость и стоимость этого способа, в третьих, глубина примнени  способа ограничиваетс  50 м, а горные выработки в насто щее врем достигают глубины 1500 и более метров .

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  способ защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени  горных пород, включающий крепление стволов и образование вокруг них защитной полости, заполненной пластичным материалом, путем бурени  по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихс  скважин и последующее разбуривание этих скважин до большого диаметра .2l,

Недостатком известного способа  вл етс  то, что пластичный материал во врем ,сдвижени  горных пород будет передавать их на крепь ствола, в результатечего увеличитс  нагруженность на крепь.

Цель изобретени  - снижение нагруженности крепи.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу защиты вертикальных шахтных стволов от сдвижени  горных пород, включающему крепление стволов и образование вокруг них за5 щитной полости путем бурени  по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихс  скважин, основные скважины бур т на рассто нии друг от друга, равном не более

10 их радиуса, а в выступах между этими скважинами бур т дополнительные скважины меньшего диаметра на равных рассто ни х от основных скважин, причем основные скважины бур т на рассто нии

5 от внешнего контура ствопа, равном не менее двух его радиусов. ,

На фиг. 1 дана схема способ.а за . щиты вертикальных стволов от сдвижени  горных породI на фиг. 2 - узел

0 1 на фиг. 1) на фиг. 3 - графики

распределени  напр жений вблизи ствола и зависимости давлени  на крепь, где R - радиус ствола, - радиус зоны разрушени  пород, ( тангенци5 альные напр жени ; Sj, - радиальные напр жени .Способ осуществл етс  следующим образом.

Вокруг ствола 1 до начала сдвижеп ни  горных пород от разработки полезного ископаемого бур т по концентрической окружности основные скважины 2 большого диаметра на ра(5сто нии от внешнего контура ство ла, равном не менее двух его радиу сов. Количество концентрических окружностей с буровыми скважинами определ етс  ожидаемой величиной сдвижени  массива пород, котора  зависит от угла его наклона и физи0 ко-механических свойств пород.

Промежутки между скважинами принимают равными не более радиуса скважины. Это позвол ет создать; между скважина выступ треугоЬь5 кой формы 3. Затем в центрах межскважных выступов треугольной формы 3, образовавшихс  после бурени  скважин большого диаметра, бур .т дополнительные скважины 4 малого

0 диаметра, располага  их таким образом , чтобы ширина породных перемычек 5 между скважинами большого и малого диаметров была посто нной. Расположение скважин с промежутками

5 между ними позвол ет поддерживать скважины без креплени  и значительно сократить объем буровых работ.

То, что основные скважины бур т от внешнего контура ствола на рассто нии , равном не менее двух его радиусов, объ сн етс  тем, что скважины не должны попадать в зону нарушенных пород ( зону неупругих деформаций ), которе  сформировалась вокруг ствола после его проходки.

Распсхпожение скважин в этой зоне может оказать отрицательное вли ние на крепь ствола и на устойчивость скважин. Известноц что зона неупругих.деформаций и максимум тангенциальных напр жений располагаютс  на рассто нии от контура ствола, равном радиусу ствола. На границе зоны разрушени  тангенциальные напр жени  имеют резкий максимум превышающий давление в толще массива. С Удалением в глубь массива эти нгтр жени  уменьшаютс  до напр жений в толще нетронутого массив а (« ).Из . ных приведенных на фиг. 3, следует/ чтозона йапр жений, равных Величине напр жений в нетронутом массиве, располагаетс  от ствола на рассто  НИИ, {фимерно равном 2в. Поэтому расположение скважин от ствола на этом рассто нии  вл етс  Наиболее эффективным, так как позвол ет максимально разгрузить крепь ствола от повьшенных напр жений) и сохранить устойчивость скважин на стадии их проведени , при этом взаимовли ние ствола и скважин будет исключено.

5 Под действием сил сдвижени  горных пород породные перемычки 5 между скважинами разрушаютс  с посто нным.сЫтротивлением, так как ширина перемычек прин та посто нной. ;

0 Таким образом вокруг ствола создаетс  защитный по с, которвлй обеспечивает равномерный процесс компенсаций ве . личины сдвижений окружающих пород,за- 1циту крепи от деформировани  н пере5 , груженности. Осуществление защитных пойсов вблизи вновь сооружаемых ство-лов позволит уменьшить толщину их крепи за счет разр дки и уменьшени  напр жений в окружакадих породах. Это Q в свою очередь приведет к дополнительному экономическому эффекту.

(fJue.Z

Щие.д

Claims (1)

1. СПОСОБ ЗАЩИТЫ ВЕРТИКАЛЬНЫХ ШАХТНЫХ СТВОЛОВ ОТ СДВИЖЕНИЯ ГОРНЫХ ПОРОД, включающий крепление стволов и образование вокруг них защитной полости путем бурения по концентрической окружности относительно оси ствола непересекающихся скважин, о т л и ч а ίο щ и й с я.тем, что, с целью снижения нагруженности крепи, основные скважины бурят на расстоянии друг от друга, равном не более их радиуса, а в выступах между этими скважинами бурят дополнительные скважины меньшего диаметра на равных расстояних от основных скважин, причем основные скважины бу_о рят на расстоянии от внешнего контура ствола, равном не менее двух его радиусов.

   .SU .„1067217 фиг.1' f